浅析地铁盾构始发与接收关键施工技术

浅析地铁盾构始发与接收关键施工技术
摘要：盾构法是地铁施工的重要方法，始发、接收是关键区段，也是施工重难点。

为此，针对地铁盾构始发与接收面临的施工风险进行分析，明确其施工加固要求，并综合引入工程实例探析其关键技术。

关键词：地铁区间隧道施工；盾构始发与接收；施工技术
引言
近年来，为加快城市现代化发展进程，缓解城市交通出行矛盾，政府持续加大了对城市地铁轨道工程的建设力度，并取得了显著成果。

但是，在地铁工程建设期间，由于城市区域人口密集、空间拥挤，并不适于采取明挖、暗挖或人工挖掘等工法，而盾构法在地铁工程中展现出了广阔的应用前景。

其中，盾构机选型与施工组织是隧道盾构施工的关键，直接影响工程施工质量及效率。

一、工程实例概况
某地铁站盾构区间为单洞单线双线隧道，盾构区间左线起讫里程左
DK0+840.211～左 DK2+576.300,其中设有两处长链分别为 0.012m、1.702m，全长 1737.803m；区间右线起讫里程右 DK0+840.200～右 DK2+576.300，长链
1.646m，全长1737.746m。

里程右 DK1+374.000 处设置联络通道，联络通道长
6.2m；里程右 DK1+973.000处设置联络通道兼废水泵房，联络通道兼废水泵房长
7.856m。

本段区间隧道全部敷设于地下，采用盾构法施工。

1.
盾构机选型
根据工程所处位置的地质水文条件，本工程采用两台中铁装备CTE6400土压
平衡盾构机，现将实际工程特点与盾构机参数进行对比，对比结果见下表：
经过以上对比分析，中铁装备 CTE6400 型盾构机满足本区间施工要求。

针
对地区及类似地质条件，选用了辐条式刀盘，刀盘具有下列主要特征：1.
辐条式加小面板，6 根辐条+中心支撑轴。

2.
开口率 43%，外形尺寸为6410mm×1750mm，刀盘重量 37t。

3.
在刀盘辐条、面板及刀圈梁前后端面和外表面堆焊了耐磨层，提高了刀盘的
耐磨性能。

刀盘的设计主要以软土刀具为主，具体配置为：切刀72把；先行刀
44把；边刮刀12把；保径刀12把；保护刀5把；超挖刀1把；中心鱼尾刀1把。

三、盾构始发工程重难点分析及施工技术
3.1 盾构始发重难点
（1）盾构在超浅覆土始发，保证始发顺利完成，并控制隧道轴线偏差使其
满足设计要求是本工程的重点、难点。

（2）盾构区间始发段主要位于粉质粘土层中，但局部穿越粉土层，盾构始
发时施工风险较高，易发生漏水、涌水淹没隧道事故或重大坍塌事故，故如何安
全穿越特殊地质是本工程的难点。

（3）始发端头加固实施效果直接影响整个工程施工的安全，是本工程的重点。

（4）盾构始发时盾构机很容易发生震动拟或扭动等，故如何控制盾构始发
时的姿态也是本工程的难点。

（5）盾构始发作业不可避免的会造成周围土体的扰动，且这种扰动跟施工
水文地质、施工参数等有密切联系，因此及时做好监控量测工作，以更好的反馈
并指导施工，是本工程的重点。

3.2 针对始发重难点采取施工技术
（1）始发段 116 米范围覆土厚度为 2.3~6 米，盾构隧道施工前，采取填
土措施，回填土采用三七灰土，回填土进行分层压实处理，保证填土厚度满足隧
道覆土厚度>6 米。

为保证区间抗浮安全，在盾构区间起始段（里程右
DK0+840.200～右 DK0+913.000），在本工程建成后设计使用年限（100 年）内，地面高程不得低于大沽高程 4.0（该范围规划凤宁道路面高程需在大沽高程 3.5 以上）；在盾构施工过程中，该范围必须保证足够的注浆量和注浆压力，避免衬
背浆液不能密实的充填环形隧道空隙，尤其是隧道顶部分。

盾构推进前应对改良
过的土体进行质量检查，必要时进行补充加固，确保盾构施工安全。

始发掘进时
应对盾构姿态进行复核；负环管片定位时，管片环面应与隧道轴线垂直。

盾构始
发掘进过程中应严格控制盾构的姿态和推力，并加强监测，根据监测效果调整掘
进参数。

回填土的压实系数不应小于 0.91,必须经验收合格后方能进行下道工序，且盾构穿过此地段时，必须加强监控量测工作，发现问题及时处理，确保施工安全。

针对浅埋始发段的压载方法正在与设计院进行沟通，比较不同压载方法的优劣。

（2）盾构始发时认真涂抹盾尾油脂，不留漏洞，保证油脂密实足够；掘进
时保证盾尾油脂的注入量及注入压力；在盾构掘进过程中，该范围必须保证足够
的注浆量和注浆压力，避免衬背浆液不能密实的充填环形隧道空隙，尤其是隧道顶部分。

（3）针对洞门土体加固的效果，施工时主要从两个方面着手：一是选择合适加固范围，选择合理、有效的加固方案；二是始发前要对土体加固效果进行检测，如果检测结果不满足要求，则采取措施进行补救或考虑重新加固，必须确保端头加固的效果。

（4）盾构始发必须不间断慢速平稳推进，严格控制土仓压力，严禁姿态起伏过大，避免抬头、超挖，同时严禁长时间停机。

针对盾构始发姿态控制难的问题，施工时也从以下两个方面进行控制。

一是严格控制始发基座及始发轴线，要对洞圈中线、设计中线以及始发中线进行反复复核，以确定始发轴线，并请第三方监测机构认可。

二是盾构机始发过程中，要及时测量并复核隧道中心与设计轴线的误差；如果允许，尽量不纠偏；如果需要纠偏则必须遵循“小量纠偏、多次纠偏”的原则。

1.
始发前按照设计要求布设监控点，监控点要经第三方监测机构进行验收；在施工中按照设计及有关规范要求的频率与原则进行监测，并及时分析以反馈指导现场施工；同时及时把监测结果上报相关单位。

四、盾构接收工程重难点分析及施工技术
4.1盾构接收重难点
（1）破除洞门围护桩并吊除之后，如何避免涌水、涌沙现象发生，是本工程重点。

（2）盾构接收过程中推力及扭矩过大会导致墙体变形，如何保证洞门与车站主体结构内衬端墙的稳定是施工的重点。

1.
盾构接收时，如何控制隧道轴线偏差使其满足设计要求，是本工程控制的重点。

4.2针对盾构接收重难点采取施工技术
（1）针对接收中洞门稳定性要求，一是选择安全合理的加固方案，做好洞门加固工作，并确认效果合格；二是在接收之前对洞门稳定性进行复核，若有问题要及时采取补救措施；三是针对洞门土体做好严密监测，注意土体的变化，如有情况，及时处理；四是接收时遵循“低速度、小推力、满注浆”等施工原则；五是做好应急准备，如果发生事故，以及时解决。

（2）盾构接收段掘进时，严格控制千斤顶推力，防止推力过大造成车站结构变形。

（3）在进入接收段施工前，严格复核隧道轴线，若有偏差及时进行调整，必须确保盾构进入接收段隧道轴线偏差满足设计要求。

五、为保证盾构始发、接收施工安全采用的措施
区间始发段、接收段主要位于粉质粘土层中，始发段局部穿越粉土层，盾构始发、接收时施工风险较高，易发生漏水、涌水淹没隧道事故或重大坍塌事故。

施工中采取的措施如下：
1.
盾构始发、接收端采用搅拌桩加固、旋喷桩包角的土体加固方式，盾构始发处加固范围为隧道上下左右各3m范围，加固长度为11m，宽度为24.77m；盾构接收处加固范围为隧道上、下、左、右各3m范围，加固长度均为11m，宽度均为12.2m。

2.
严格按设计要求施工，确保端头井的加固质量，加强端头地层加固施工质量控制，并在加固完后采取取芯方式进行加固效果检查，如有问题，立即组织补充加固，并及时进行降水施工。

3.
做好盾构始发、到达洞门密封工作，确保临时密封装置起到良好的止水效果。

在帘布橡胶板上涂抹黄油等润滑剂，以免刀盘挂坏帘布橡胶，影响洞门密封效果。

4.
在始发端、接收端各设置6口疏干井，作为盾构始发、接收施工时发生涌水、涌土等事故时应急措施，及时控制事故的发展。

（5）现场配备专门应急抢险物资，发现险情，立即投入使用。

（6）施工过程中进行同步监测，做到动态化设计，信息化控制。

六、结束语
综上所述，在地铁工程中，盾构机是一种重要的施工设备，为实现工程预期
建设目标，保证后续施工活动的顺利开展，施工单位应结合工程情况做好盾构机
选型工作，明确盾构机选型依据与选型方法。

同时，做好盾构施工组织工作，重
点控制关键参数复核、盾构掘进与盾构始发等施工环节质量，以此提升地铁盾构
施工的整体经济效益。

参考文献
1.
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2.
复杂地质条件下地铁盾构施工要点探究[J]. 侯晗. 工程技术研
究. 2018(11)
3.
地铁施工盾构法的施工技术研讨[J]. 王伟. 住宅与房地产. 2018(03)。